Усилительный каскад с ОЭ. Схема и назначение элементов. Пояснить принцип усиления мощности входного сигнала

(рис. 1 - схема)

Характеристики транзисторов в схеме с ОЭ. (рис 2, рис 3 - графики)

1) Зависимость тока базы от напряжения базы – эмиттера.

2) Зависимость тока коллектора от напряжения коллектора-эмиттера. Расчет значения тока от напряжений ведется методом пересечения ВАХ. Рассчитать и построить ВАХ линейной части схемы.

– Уравнение ВАХ линейной части

1)

2)

В отсутствие входного сигнала в цепи от источника питания +E_K в цепи протекают постоянные токи:

1) Ток коллектора I_K – через R_K и транзистор.

2) I_дел – ток усилителя напряжения E_K – через R₁ и R₂.

Часть тока делителя пройдет через R₁ и транзистор – ток I_б. Все сопротивления в схеме рассчитываются таким образом, чтобы ВАХ при этом токе пересекала линию нагрузки посередине участка АВ образуя так называемую точку покоя (ТП).

В таком случае имеется возможность увеличивать и уменьшать ток базы. Положение ТП по центру АВ обеспечит равномерное усиление как положительной, так и отрицательной полуволны U_вх, следовательно, работу усилителя без искажения формы сигнала.

При появлении входного сигнала ток базы и ток коллектора получат прибавление к своим постоянным составляющим – добавления в виде синусоидально изменяющейся функции.

Резистор R_K имеет назначение улавливать увеличение напряжения, по форме повторяющего входной сигнал, но в нем имеется постоянная составляющая от постоянного тока, созданного источником питания. (I_КП)

От нее легко избавиться с помощью разделительного конденсатора С₂. На выходе получим сигнал по форме повторяющий U_ВХ, но имеющий большую амплитуду, усиленный в β раз.

Несмотря на то, что напряжение улавливаем резистором R_K, выходное напряжение улавливается с коллектора.

Эффект усиления достигается засчет энергии источника питания. Конденсатор С₁ в схеме для разделения цепей источника сигнала и источника питания.

13) Усилительный каскад с ОЭ. Коэффициенты усиления K и G. Амплитудная и амплитудно-частотная характеристики, входное и выходное сопротивления усилителя.

1) Амплитудная характеристика (АХ) – зависимость U_вых от U_вх. (рис 1-график)

2)Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) – зависимость U_вых от частоты f (рис. 2 - график)

При частотах в пределах полосы пропускания допустимый уровень искажений (От 20 Гц до 20 кГц)

Коэффициенты:

- коэффициент усиления по напряжению

– коэффициент усиления по току

Каскад с ОЭ имеет коэффициент усиления по напряжению ≤ 100, коэффициент усиления по току ≈ 100.

14.Усилительный каскад с ОК. Схемы,коэф-ты усиления. Входное и выходное сопротивления. Пояснить принципы усиления сигнала. Каскад с ОЭ имеет коэф-нт усиления не более 100.К-нт усиления по току около 100.Чтобы получить больше значение выходного тока используют.Каскад с общим коллектором.В этой схеме нет резистора цепи коллектора,выходной сигнал снимается с эмиттера,если не стоит задача сохранения формы сигнала,конденсаторы С1 и С2 могут отсуствовать,а нагрузки включаться в цепь эмиттера вместо Rэ.Для увеличения входного сопротивления схемы часто резистор R2 исклечают из схемы.Каскад называется с общим коллектором поскольку по переменному току источник сигнала(питания)Ек сопротивления не имеет.Больший эф-кт усиления по току и увеличения входного сопротивления каскада с одновременным уменьшением выходного сопротивления имеют схемы составного транзистора или ее называют схемой Дармингтона. Схема составного транзистора.

В целом, усилитель ОК является усилителем тока,коэф-нт усиления по напряжению меньше единицы. . Второе название каскада эмиттерный повторитель Каскад используется для согласования достаточно высокого выходного сопротивления источника сигнала или каскада предварительного усиления по схеме с ОЭ с низкоомной нагрузкой

15.Дифференциальный усилительный каскад.Схема.Принцип усиления сигнала.Способы подачи входного сигнала.

Устройства в которых возможны усиления медленно изменяющихся сигналов или вообще не изм-ся сигнала некоторого уровня.Для реализации этой задачи приходится убрать такие элементы,как разделительные конденсаторы(они не пропускают постоянный ток).В результате, возникает ряд неприятных моментов : самопроизвольный рост выходного напряжения усилителя при отсутствии входных сигналов(это называется дрейф нуля) и ряд других с которыми боролись конденсаторы.Поэтому схема усилителя строится по другим принципам.Один из наиболее эффективных в котором в основу положена работа транзисторов в мостовой схеме (Дифференциальный усилительный). Uвх1 > 0,Uвх2=0.

В этой схеме подобраны близкие по параметрам пары резисторов R1,R2, транзисторов VT1,VT2.После включения источника питания (входные параметры равны 0) коллекторный ток I k1 и I k2 будут отличны друг от друга из-за разброса параметров.Uвых=U2-U1.

При изменении температуры окружающей среды или напряжения источника питания в одинаковой степени будут изменяться коллекторные токи и напряжения U1 и U2.Разница между ними будет оставаться неизменной.В этом усилителе возможны разные способы входного сигнала.

1)Подача сигнала на один из входов при закороченном втором входе.

В этом случае,ток протекающий по инертным цепям транзистора ведет к увел-ю проводимости VT1 и умен-ю проводимости VT2. В результате i k1 увел-ся, i k2 умен-ся, U1 увел-ся, U2 умен-ся.В соответствии с уравнением выходное напряжение получаем меньше нуля(выходное напряжение в противофазе входному напряжению).Если подать сигнал на базу VT2,предварительно закаратив VT1(картинка со штриховой линией),то U2 увел-ся,U1 умен-ся, аUвых=U2-U1>0(Uвых при этом находится в фазе в Uвх).Поэтому 1ый вход называется инвертирующим входом(изменяет фазу сигнала на 180 градусов),а второй вход неинвертирующим(не изменяет фазу относительно поданного сигнала).

2)подача сигнала на оба входа. Uвх1 не равно 0;Uвх2 не равно 0. К диф – разностный коэф-нт усиления.К диф =Кu(Uвх1-Uвх2) усиление с таким способом включения широко используется при построении сравнивающих устройств(компьютеры).Диф-й усилитель при таком включении имеет повышенную помехозащищенность в связи с тем,что сигнал помехи чаще всего по цепи питания одновременно воспроизводится обоими входами,сигнал одной частоты и фазы.И в соответствии с уравнением сигнала ошибки не вызывает.Такой сигнал называется синфазный сигнал.Уменьшение такого сигнала оценивается коэф-ом КОСС.

3)Один сигнал на оба входа. Прикладывается между базами транзисторов.Диф-й усилители имеют большое входное сопротивление.Rвх десятки кОм.При использовании в схеме полевых транзисторов Rвх доходит до десятков МОм.